降压型稳压芯片的紧张分类
串联线性稳压电路事理
串联线性稳压电路紧张思路来自于基本线性调度模型。在输入直流电压和负载之间串入一个三极管，其浸染便是当输出阻抗发生变革引起输出电压同步变革时，通过某种反馈形式使三极管的发射极也随之变革，从而调度输出电压值，以保持输出电压基本稳定。由于串入的三极管是起着电压调度浸染的，以是，这个三极管也称为调度管。
图1 LDO基本模型
基本线性调度管的输出电压，紧张由稳压管的电压来决定，无法实现自动调节。为了让输出电压可以自由设定，从而不受稳压管影响，一样平常会加入运算放大器，通过比例系数调节输出电压。
图2 可调LDO模型
LDO直流输入电压和负载调度率、输入电压和负载瞬态相应、电源抑制比(PSRR)、输出噪声和精度在各种降压型稳压器中，都是最优，对付高精度仿照前端运用处所十分必要。以是，产品运用的核心电源，都会采取高精度LDO供电。
图3 LDO紧张功耗模型
LDO也会面临另一个问题，效率比较低。紧张是稳压调度管所需击穿饱和电流、运放反馈回路电流、以及输出电压与压差和电流产生的热能损耗等等。一样平常来说，我们把输入电流和Iin输出电流Iout的差值，称为接地电流（IGND），接地电流包括静态电流（IQ），LDO的效率公式如下。
接地电流是影响LDO效率的一个成分，但是，相对付调度管的压降来说，犹如九牛一毫，可以忽略不计。真正影响LDO效率的是输入输出之间的电压差。
一样平常来说，市情上常用的串联线性稳压电路常日会采取五种常用的构造，大体分为：经典NPN型构造LDO(A)、基于PNP驱动的NPN输出型低压差构造LDO(B)、PNP型低压差构造LDO(C)、P沟道低压差LDO(D)、N沟道低压差LDO(E)。
图4 常见LDO产品架构
初步剖析：经典NPN型构造LDO，输入输出压差基本哀求知足3V旁边。基于PNP驱动的NPN输出型低压差构造LDO，输入输出压差须要达到1.5V。PNP型低压差构造LDO、P沟道低压差LDO和N沟道低压差LDO属于真正的低压差LDO，P沟道低压差LDO对付散热哀求很高，N沟道低压差LDO相对工艺繁芜。PNP型低压差构造LDO相对大略，输入输出压差基本掌握在0.3V——0.6V之间。市情上，选择C和D方案作为LDO架构的厂商较多。
串联开关稳压电路事理
前面我们提到，LDO有着较大的负载调度率、输入电压和负载瞬态相应、电源抑制比(PSRR)、输出噪声和精度。但是由于效率太低，随着节能减排、PCBA的布局布线等哀求，在很多高压差的场合，人们不得不寻求新的替代方案。
随着半导体技能和磁性材料的发展，通过调度开关管通断、采取换能的办法，输出相对稳定的电压的DCDC应运而生。
图5 Buck DCDC基本拓扑
正常事情状态下，BUCK型DCDC紧张事情在连续导通模式（CCM），这种模式下，电感器上有连续电流，这种情形也称为重载模式，DCDC紧张是通过电感电压伏秒平衡事理，来实现降压功能。
图6 Buck DCDC连续导通模式及输出波形
从上图来看，我们可以打算出BUCK型DCDC的输出电压和输入电压之间的关系，紧张依赖于开关管的导通韶光。
对付开关电源来说，影响开关电源功耗的成分，紧张集中在开关管MOSEFET、门极驱动、电感磁芯损耗和线损上面。
图7 Buck DCDC紧张损耗成分
相对付线性稳压电源来说，开关稳压电源的效率可以达到90%以上，相对损耗险些忽略不计。以是，在很多运用处所，特殊是较大输出压差和较大输出功率的情形下，工程师险些统一都是采取这种Buck电源。
开关电源Buck电路的掌握方案
PWM脉冲调制技能
传统电流模式的开关电源，采取的办法是将采样电流与电压反馈环路中偏差放大器的输出进行比较，以天生掌握MOSFET的PWM脉冲。
图8 PWM核心掌握机理
电压模式是PWM脉冲调制一种常用的调制办法，紧张采取固定频率三角波和偏差做比较，采取三角波和偏差幅值调度占空比。
图9 电压调度模式架构
峰值电流模式是PWM脉冲调制的另一种常用的调制办法，占空比紧张由电流环决定，电压环决定电流旗子暗记参考。
图10 峰值电流模式架构
COT调制技能
PWM频率恒定，其在全体负载频率范围内的纹波电压和输出噪声都是非常低的，每个开关管在切换的时候都会产生开关损耗，特殊是其在轻负载时，还保持较高的开关频率，开关损耗比重加大，效率会降落。
图11 DCM模式电感电流环示意
我们知道，当负载电流非常小时，或者说电感器的值小于临界电感时，转换器开关就会事情在不连续导通模式(DCM)。极度情形下，假设负载为0，转换器开关就会只转换一次就不再事情。实际上，由于开关电源的ESR，反馈回路等等形成的阻抗产生电路损耗。此时，掌握MOSFEET的PWM脉冲宽度明显小于正常连续开通模式(CCM)的脉冲宽度。
图12 DCM模式电感电压与电流波形
同时，每个MOSFEET开关管的切换韶光，总是存在相对固定的开通和关断韶光，这便是开关损耗。如果我们在DCM模式下，能降落开关怀换频率。就会降落开关损耗。
基于PFM的COT可以很好的办理上述难题，与传统电压/电流模式掌握比较，恒定导通韶光掌握（COT）构造则非常大略，它通过反馈电阻来采样输出电压，然后将输出电压纹波谷值直接与参考电压进行比拟，天生固定的导通韶光脉冲来导通上管MOSFET。
图13 COT核心掌握机理
COT架构无需传统电压/电流模式DC/DC掌握中的补偿网络，只须要一个参考比较器输出来触发定时脉冲发生器。变换器的设计更加大略，由于元器件变得更少，也无需花费很多韶光来调度补偿值。COT 变频掌握构造在轻载时，脉冲频率得到了进一步的降落，可以保持较高的效率。COT架构也存在一些缺陷：首先，每次导通韶光固定，频率会随占空比发生变革，针对这种情形，我们一样平常在电路上调度假负载，掌握频率成分。其次，COT架构的另一个缺陷，须要依赖FB引脚上的纹波调度占空比，输出纹波很大。
多相交错并联降压技能
如果变换器的开关频率同等，并且在各变换器之间加一定的相移，可以减少输入输出电流纹波，这种称之为多相交错并联降压技能。
图14 多相交错并联移向技能架构
多相交错并联Buck型DCDC变换器是由多个变换器并联，共同为负载供应电流。每个驱动旗子暗记频率相同，相位错开。
图15多相交错并联移向电流纹波
用交错并联后电流由交错电流叠加，如果叠加相位匹配掌握得好，电流纹波会随相位增加而降落，电压纹波也会相应降落。
多相交错并联COT架构电源对付轻载、重载自由切换的大功率通信运用处所意义十分重大，特殊是5G通信电源，须要知足超大射频发射功率等运用处景。
Microchip基于双相交错前辈COT Buck电源的办理方案
Excelpoint世健代理的产品线Microchip推出基于双相交错前辈恒定导通韶光（COT）同步降压掌握器的MIC21LV33系列电源芯片。该芯片采取独特的自适应导通韶光掌握架构，支持超轻负载模式和切相功能。掌握部分采取超高速掌握器，在中等负载至重负载条件下支持超快速瞬态相应。支持从外部通过电容编程软启动，实现安全启动进入重载模式。该芯片还集成一个远程检测放大器，用于精确掌握输出电压。
MIC21LV33供应全套保护功能，确保在故障状态期间保护芯片。包括：电源电压跌落条件下正常事情的欠压锁定、降落浪涌电流的可编程软启动、过压放电、“打嗝”模式短路保护、以及热关断。
MIC21LV33产品紧张特色：
-输入电压范围：4.5V——36V
-输出电压、电流：0.6V——28V，最低0.6V，精度±1%。最大输出电流：50A。
-开关频率范围：100kHz——1MHz/Phase
-MIC21LV33集发展途检测放大器，用于精确掌握输出电压。
-封装：32脚 5mm x 5mm VQFN
-温度范围：-40℃——125℃。
图16 MIC21LV33 评估板
MIC21LV33该产品可运用于：分布式电源系统、通信/网络根本举动步伐、打印机、扫描仪、视频设备、以及FPGA/CPU/MEM/GPU内核电源。该产品可以支持最大8相堆叠，电流输出高达200A。知足各种运用处景，Excelpoint世健可供应相应技能辅导及样品支持。
